Студија миша показује како недостатак сна утиче на стварање памћења

Иако су научници знали да недостатак сна може ометати способност учења и стварања успомена, прецизне методе којима се то догађа биле су нејасне.

Истраживачи нису били сигурни шта спречава хипокампус - две структуре у облику морског коњица смештене у сљепоочном режњу мозга у којима се стварају многа дугорочна сећања - да ради свој посао.

Сада су у новој студији истраживачи са Универзитета у Мичигену открили да је вероватно кривац ометање осцилација повезаних са спавањем - ритмично пуцање неурона - у једном одсеку хипокампуса.

Њихови резултати су објављени у Натуре Цоммуницатионс.

Да би тестирали улогу осцилација у формирању меморије, истраживачи, предвођени студентом постдипломског студија Ницолетте Огњановски, забележили су основну активност хипокампуса групе мишева.

Смјестили су мишеве у ново окружење, пустили их да истражују, задали су им благи шок стопала, а затим су их вратили у кућне кавезе да се одморе и нормално спавају.

„Ако вратите миша у исту структуру дан или чак неколико месеци касније, они ће имати овај врло стереотипни одговор на страх, то јест да се смрзну“, рекла је др Сара Атон, доцент и виша ауторица рада .

„Али ако успавате животињу неколико сати након тог упаривања контекст-шок, миш се тога неће сјетити сутрадан.“

Истраживачи су открили да су осцилације повезане са спавањем у подсекцији хипокампуса под називом ЦА1 код нормално успаваних мишева биле снажније након учења.

Затим су узели нову групу мишева, забележили своју основну активност хипокампуса и натерали их да изврше исти задатак. Истраживачи су такође дали овим мишевима лек за инхибицију мале популације инхибиторних неурона у ЦА1 који експримирају парвалбумин, протеин који веже калцијум повезан са дисфункцијом меморије.

Истраживачи нису променили понашање животиње у сну - спавале су нормално. Али искључивање активности неурона који изражавају парвалбумин пореметило је ритмично пуцање околних ЦА1 неурона док су те животиње спавале.

Сузбијање ћелија које експримирају парвалбумин изгледа да је потпуно избрисало нормално повећање осцилација повезано са учењем у том одељку хипокампуса миша.

„Постоји стара теорема названа Хеббов закон, која гласи:„ Ватра заједно, жица заједно “, рекао је Атон. „Ако можете да натерате два неурона да пуцају са великом регуларношћу у непосредној близини један другог, врло је вероватно да ћете утицати на снагу веза између њих.“

Када су спречили да неурони пуцају заједно редовно и ритмично, мишеви су заборавили да постоји било каква бојажљива повезаност са њиховим задатком.

„Доминантном осцилаторном активношћу, која је толико критична за учење, управља врло мали број укупне ћелијске популације у хипокампусу“, рекао је Огњановски, такође први аутор студије.

„Ово мења наратив о томе шта разумемо о начину рада мрежа. Осцилације које контролишу ћелије парвалбумина повезане су са глобалним мрежним променама или стабилношћу. Успомене се не чувају у појединачним ћелијама, већ се дистрибуирају преко мреже. “

Истраживачи су такође упоређивали стабилност веза неурона између контролне групе и групе чије су осцилације спавања поремећене.

Открили су да везе не само да су биле јаче у контролној групи након њиховог суђења већ су и те неуронске везе биле јаче. Ове промене су блокиране када су експериментално поремећене осцилације хипокампуса повезане са спавањем.

"Чини се да ова популација неурона која ствара ритмове у мозгу током спавања пружа неке информативне садржаје за јачање сећања", рекао је Атон.

„Чини се да је сам ритам најкритичнији део, и можда зашто требате спавати да бисте формирали ове успомене.“

Извор: Универзитет у Мицхигану